上，在100°C下干燥20小时，即可。
[0110]实施效果:在25°C条件下，在lmol/L的LiPF6碳酸丙烯酯溶液中浸泡后，本实施例制得的有机/无机复合聚合物隔膜的吸液率为124.2%，溶胀率为18.3%。
[0111]实施例8
[0112]本实施例涉及一种有机/无机复合聚合物隔膜，包括聚合物基体和中空介孔二氧化石圭微球，中空介孔二氧化娃微球分散在聚合物基体中，中空介孔二氧化娃微球(中空介孔二氧化硅微球的平均外径为100?2000nm，平均壁厚为外径的0.1?0.4倍，球壁部分沿着垂直球面的方向具有有序介孔结构)与聚丙烯腈的质量比为1: 2;其中介孔的平均孔径为2?10nm，介孔贯穿整个中空介孔二氧化硅微球球壁，使得吸收的液态物质能够进入微球的空腔部分。
[0113]本实施例还涉及前述有机/无机复合聚合物隔膜的制备方法，包括如下步骤:
[0114]第一步:将聚丙烯腈溶于丙酮和二甲基乙酰胺的混合溶剂(丙酮和二甲基乙酰胺的质量比为1: 3)中配成浓度为20%的聚合物溶液；
[0115]第二步:将中空介孔二氧化硅微球1重量份加入到10重量份聚合物溶液中，超声分散5min,得混合液；
[0116]第三步:将混合液浇注在平整的基板上，在110°C下干燥4小时，即可。
[0117]实施效果:在25°C条件下，在lmol/L的LiPF6碳酸丙烯酯溶液中浸泡后，本实施例制得的有机/无机复合聚合物隔膜的吸液率为104.9%，溶胀率为29.1%。
[0118]实施例9
[0119]本实施例涉及一种有机/无机复合聚合物隔膜，包括聚合物基体和中空介孔二氧化石圭微球，中空介孔二氧化娃微球分散在聚合物基体中，中空介孔二氧化娃微球(中空介孔二氧化硅微球的平均外径为100?2000nm，平均壁厚为外径的0.1?0.4倍，球壁部分沿着垂直球面的方向具有有序介孔结构)与聚偏氟乙烯的质量比为1: 9;其中介孔的平均孔径为2?10nm，介孔贯穿整个中空介孔二氧化硅微球球壁，使得吸收的液态物质能够进入微球的空腔部分。
[0120]本实施例还涉及前述有机/无机复合聚合物隔膜的制备方法，包括如下步骤:
[0121]第一步:取聚偏氟乙烯溶于二甲基乙酰胺中，配成浓度为20%的聚合物溶液；
[0122]第二步:将中空介孔二氧化硅微球1重量份加入到45重量份聚合物溶液中，机械搅拌40min,然后超声分散5min,得混合液；
[0123]第三步:将混合液浇注在平整的基板上，在130°C下干燥48小时，即可。
[0124]实施效果:在25°C条件下，在lmol/L的LiPF6碳酸丙烯酯溶液中浸泡后，本实施例制得的有机/无机复合聚合物隔膜的吸液率为74.2%，溶胀率为19.1%。
[0125]图1为PVDF膜与含10%中空介孔二氧化硅微球的PVDF复合隔膜在25°C条件下，在lmol/L的LiPF6碳酸丙烯酯溶液中浸泡后得到的凝胶膜的离子导电率的对比图。从图1中可以看到，掺杂中空介孔二氧化硅微球后，在同等条件下，凝胶膜的离子导电率得到了显著提高。
[0126]图2为PVDF膜与含10%中空介孔二氧化硅微球的PVDF复合隔膜在不同吸液率时的溶胀率的对比图。从图2中可以看到，经过中空介孔二氧化硅微球掺杂后的聚合物隔膜的溶胀率显著降低。
[0127]综上所述，本发明通过在聚合物基体中加入中空介孔二氧化硅，大幅提高了聚合物隔膜的吸液能力；通过本发明所制备得到的有机/无机复合聚合物隔膜在较高的吸液率状态下，由于吸附的液态物质大量储存在介孔二氧化硅的空腔内，不会导致聚合物电解质的过度溶胀，因此聚合物隔膜保持较低的溶胀率。本发明解决了传统凝胶型聚合物隔膜膜所面临的吸液率高必然会导致溶胀率高的技术难题，实现了凝胶型聚合物隔膜性能上的创新和突破。
[0128]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种有机/无机复合聚合物隔膜，其特征在于，所述有机/无机复合聚合物隔膜包括聚合物基体和中空介孔二氧化硅微球，所述中空介孔二氧化硅微球分散在聚合物基体中。2.如权利要求1所述的有机/无机复合聚合物隔膜，其特征在于，所述中空介孔二氧化硅微球为中空球状结构，所述中空介孔二氧化硅微球的平均外径为100?2000nm，平均壁厚为外径的0.1?0.4倍，所述中空介孔二氧化硅微球的球壁部分沿着垂直球面的方向设有有序的介孔。3.如权利要求2所述的有机/无机复合聚合物隔膜，其特征在于，所述介孔的平均孔径为2?10nm，所述介孔贯穿整个中空介孔二氧化硅微球的球壁，使得吸收的溶剂能够进入微球的空腔部分。4.如权利要求1所述的有机/无机复合聚合物隔膜，其特征在于，所述中空介孔二氧化硅微球与聚合物基体的质量比为1: (2?100)。5.如权利要求1所述的有机/无机复合聚合物隔膜，其特征在于，所述聚合物基体为脂肪族聚合物、芳香族聚合物或脂肪族聚合物与芳香族聚合物通过共混或者共聚形成的混入口 ο6.如权利要求1所述的有机/无机复合聚合物隔膜，其特征在于，所述聚合物基体为聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或者多种的混合。7.—种如权利要求1?6中任一项所述的有机/无机复合聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 第一步:将聚合物基体溶于溶剂中，获得聚合物溶液； 第二步:将中空介孔二氧化硅微球加入到所述聚合物溶液中，搅拌分散，得混合液； 第三步:将混合液浇注在平整的基板上，干燥，即可。8.如权利要求7所述的有机/无机复合聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，第一步中，所述溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、丙酮、异丙醇、正丙醇、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、Ν-甲基吡咯烷酮中的一种或者几种的混合，所述聚合物溶液的质量百分比浓度为5?50%。9.如权利要求7所述的有机/无机复合聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，第二步中，所述中空介孔二氧化硅微球与所述聚合物溶液的质量比为1: (1?2000)，所述分散时间为5?300min。10.如权利要求7所述的有机/无机复合聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，第三步中，所述干燥温度为60?160°C,干燥时间为1?48h。
【专利摘要】本发明公开了一种有机/无机复合聚合物隔膜及其制备方法，所述有机/无机复合聚合物隔膜包括聚合物基体和中空介孔二氧化硅微球，所述中空介孔二氧化硅微球分散在聚合物基体中；所述制备方法包括以下步骤：将聚合物溶于溶剂中，配制聚合物溶液；将中空介孔二氧化硅微球加入到所述聚合物溶液中，搅拌分散，得混合液；将混合液浇注在平整的基板上，干燥，即可。本发明将中空介孔二氧化硅作为添加剂，向聚合物基体中引入空腔体积，进而提高吸液性能；本发明提供的有机/无机复合聚合物隔膜具备高吸液性、低溶胀率的特点，不但解决了锂离子电池中凝胶型聚合物隔膜所面临的吸液率高会导致溶胀率高的技术难题，同时可进一步提高锂离子导电率。
【IPC分类】H01M2/18, H01M2/16
【公开号】CN105406005
【申请号】CN201410438627
【发明人】蒋峰景, 余晴春, 章俊良
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年8月29日